EP0976973A2 - Scheinwerfer für Fahrzeuge - Google Patents

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EP0976973A2
EP0976973A2 EP99112677A EP99112677A EP0976973A2 EP 0976973 A2 EP0976973 A2 EP 0976973A2 EP 99112677 A EP99112677 A EP 99112677A EP 99112677 A EP99112677 A EP 99112677A EP 0976973 A2 EP0976973 A2 EP 0976973A2
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EP
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headlamp
apron
headlight
vehicle
light
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Wolfgang Huhn
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
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    • B60Q2300/00—Indexing codes for automatically adjustable headlamps or automatically dimmable headlamps
    • B60Q2300/30—Indexing codes relating to the vehicle environment
    • B60Q2300/31—Atmospheric conditions
    • B60Q2300/312—Adverse weather

Definitions

  • the invention relates to a headlamp for vehicles within its Illumination area illuminates an apron that is up to a distance of approx. 30 m in front of the vehicle is enough. It can be a low beam or even to be a fog light headlight.
  • Such headlights are common in today's automobiles. You will after the valid guidelines regarding the light distribution characteristics designed and manufactured. Dipped-beam headlamps show the characteristic light-dark boundary i.a. a more or less uniform and bright illumination of the vehicle apron, that has the specified dimensions.
  • the headlights are on the reflector side as ellipsoid or free-form surface headlights executed.
  • Optical elements such as lenses and diaphragms are also used for the roadway.
  • the light image of a low beam headlight shows a continuous distribution of brightness in the radial direction away from the vehicle, based on that on the vehicle axis lying fore point. In particular, this also applies to those in the vehicle apron directed light component.
  • the invention has for its object a headlight of the aforementioned Kind of creating the risk of reflection of the headlight is reduced towards the oncoming lane.
  • Die Invention is based on the basic principle, when the mentioned danger there is to reduce the illumination of the apron and possibly even completely prevent. This reduction can also depend on the expected path reflection be variable, i.e. the stronger this reflection, the stronger is.
  • the apron lighting is unnecessary for the driver on wet roads and for if oncoming traffic is a hindrance, it is proposed to set up the headlight in such a way that its total light distribution consists of an apron light and a Object recognition light component. Both light components correspond for the dry pavement of today's or still to be determined Light distributions while in the case of the wet road around the apron light portion is reduced.
  • Claim 7 describes a new structure of a headlight system with 2 headlights, with which a particularly simple and targeted apron lighting can be realized.
  • the reduction of the apron luminance can be switched manually, similar to that Switching an additional headlight on or off. It can, as in claim 8 specified, are controlled via indirect indicators such as wiper switches - Level interval, level 1, level 2, and / or a rain or ⁇ value sensor. It can also, as shown in claim 9, on one of external Infrastructure provided information based.
  • Illumination of the field in front of the vehicle can be divided into two parts be, namely the illumination of a far area I and an apron II.
  • the division of the two fields is on average in diagram a and in diagram b in Top view and related to a plane perpendicular to the optical axis of the headlamp shown.
  • the apron II should be up to about 30m away the vehicle 1 range.
  • the switching off or reduction of the amount of light incident on the apron II can be done in different ways. 2 is one possibility shown to achieve this goal through a variable aperture 2.
  • the headlight with reflector 3, lamp 4, lens 5 and the usual low beam aperture 6 additionally the aperture 2, which can be moved perpendicular to the optical axis. The farther it is inserted into the headlamp, the more that becomes in the apron II Dimmed light.
  • the aperture 2 is again removed from the beam path.
  • the headlight then has the usual light distribution, where the apron is also illuminated.
  • adjustable reflector elements 7 within the reflector 3 and 8 which are rotating or foldable mirror segments or can act micromechanically moving mirror elements. These will vary depending on the desired degree of reduction of the apron lighting intensity made by emerging from the surface of the reflector 3 all the more.
  • a mirror element 9 is provided is that is rotatable about the axis 10 of the headlamp.
  • the mirror element is located for example on a translucent pane 11 at about the location which is characterized in Fig. 3 by a vertical line 12.
  • a translucent pane 11 at about the location which is characterized in Fig. 3 by a vertical line 12.
  • the lamp 4 is movable within the reflector 3. For example, it can swiveled upwards or movable in a horizontal plane his. A movement of a few millimeters is sufficient to achieve the desired light distribution or to change the light distribution.
  • prisms 13 are provided which in the Beam path brought and / or rotated or shifted therein. With it too the desired change in light distribution can be generated.
  • a separate headlight 14 is used for apron lighting. Ideally, this headlamp produces the whole in that Incident light and can be switched off if necessary. Then it is only a separate headlight 15 is effective, which illuminates the far range I.
  • the apron illumination can be switched off in the case of a wet road, which means an increase in safety for oncoming traffic. It is also possible the apron portion continuously, for example depending on sensor-based parameters to dim.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Bei einem Scheinwerfer für Fahrzeuge, der innerhalb seines Ausleuchtbereichs ein Vorfeld beleuchtet, das bis in eine Entfernung von ca. 30 m vor dem Fahrzeug reicht, ist die Beleuchtungs-Intensität des Vorfelds bei einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche, bei der die Gefahr einer Reflexion des Scheinwerferlichts zur Gegenfahrbahnr hin besteht, gegenüber dem Betriebsfall einer weitgehend reflexionsfreien Fahrbahn deutlich verringert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Scheinwerfer für Fahrzeuge, der innerhalb seines Ausleuchtbereichs ein Vorfeld beleuchtet, das bis in eine Entfernung von ca. 30 m vor dem Fahrzeug reicht. Es kann sich dabei um einen Abblendlicht- oder auch um einen Nebellicht-Scheinwerfer handeln.
Derartige Scheinwerfer sind bei heutigen Automobilen üblich. Sie werden nach den gültigen Richtlinien bezüglich der Lichtverteilungskennlinien ausgelegt und hergestellt. Abblendlicht-Scheinwerfer zeigen neben der charakteristischen Hell- Dunkelgrenze u.a. eine mehr oder weniger gleichmäßige und helle Ausleuchtung des Fahrzeugvorfeldes, das die angegebenen Abmessungen besitzt.
Die Scheinwerfer werden reflektorseitig als Ellipsoid oder Freiformflächenscheinwerfer ausgeführt. Zur Erzielung der geometrisch korrekten Lichtintensitäten auf der Fahrbahn werden zusätzlich optische Elemente wie Linsen und Blenden verwendet.
Das Lichtbild eines Abblendlicht-Scheinwerfers zeigt eine kontinuierliche Helligkeitsverteilung in radialer Richtung vom Fahrzeug weg, bezogen auf den auf der Fahrzeugachse liegenden Vorderpunkt. Insbesondere gilt das auch für den in das Fahrzeugvorfeld gerichteten Lichtanteil.
Bei trockener Fahrbahn wird ein Teil des Lichts von der Straßenoberfläche absorbiert, der andere Teil in erster Näherung diffus gestreut. Bei nasser oder eisglatter Fahrbahn entsteht jedoch eine Spiegelung an der Wasseroberfläche, die aufgrund der geometrischen Verhältnisse zu starken Leuchtdichten in Richtung des Gegenverkehrs und damit dort zu unerwünschter Blendung führt. Für den Fahrer läßt sich eine bessere Erkennbarkeit vorausbefindlicher Objekte nicht erreichen, da das in das Vorfeld eingestrahlte Licht vom Fahrzeug wegreflektiert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheinwerfer der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Gefahr einer Reflexion des Scheinwerferlichts zur Gegenfahrbahn hin verringert ist.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Erfindung geht von dem Grundprinzip aus, dann, wenn die angesprochene Gefahr besteht, die Ausleuchtung des Vorfelds zu reduzieren und ggf. sogar vollständig zu unterbinden. Diese Reduktion kann auch abhängig von der zu erwartenden Wegreflexion variabel sein, d.h. um so stärker sein, je größer diese Reflexionserscheinung ist.
Da die Vorfeldausleuchtung für den Fahrer bei nasser Straße überflüssig und für den Gegenverkehr hinderlich ist, wird vorgeschlagen, den Scheinwerfer derart aufzubauen, daß sich seine Gesamtlichtverteilung aus einer Vorfeldlicht- und einer Objekterkennungslichtkomponente zusammensetzt. Beide Lichtkomponenten entsprechen für die trockene Fahrbahn der heutigen oder noch neu festzulegenden Lichtverteilungen, während sie im Fall der nassen Straße um den Vorfeldlichtanteil reduziert wird.
Die Patentansprüche 2 bis 6 zeigen verschiedene konstruktive Ausgestaltungen des Scheinwerfers selbst, mit denen die Erfindung realisierbar ist.
Der Patentanspruch 7 beschreibt einen neuen Aufbau eines Scheinwerfersystems mit 2 Scheinwerfern, mit dem sich eine besonders einfache und gezielte Vorfeldbeleuchtung realisieren läßt.
Die Reduktion der Vorfeldleuchtdichte kann manuell geschaltet werden, ähnlich dem Zu- oder Abschalten eines Zusatzscheinwerfers. Sie kann, wie im Patentanspruch 8 angegeben, über indirekte Indikatoren gesteuert werden wie Scheibenwischerschalter - Stufe Intervall, Stufe 1, Stufe 2, und/oder einen Regen- oder µ-Wertsensor. Sie kann auch, wie im Patentanspruch 9 gezeigt, auf einer von externer Infrastruktur zur Verfügung gestellten Information beruhen.
Anhand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1
die Lichtverteilung des erfindungsgemäßen Scheinwerfers bzw. Scheinwerfersystems
Fig. 2
ein erstes Ausführungsbeispiel eines derartigen Scheinwerfers in der Seitenansicht
Fig. 3
eine Alternative zu Fig. 2
Fig. 4
eine weitere Alternative in Vorderansicht
Fig. 5
eine vierte und
Fig. 6
eine fünfte Ausführungsform ebenfalls in Seitenansicht und
Fig. 7
den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Scheinwerfersystems.
Erfindungsgemäß soll bei der Ausgestaltung als Abblendlicht-Scheinwerfer die Ausleuchtung des vor dem Fahrzeug befindlichen Feldes in zwei Teile aufteilbar sein, nämlich die Ausleuchtung eines Fernbereichs I und eines Vorfelds II. Die Aufteilung der beiden Felder ist im Diagramm a im Schnitt und im Diagramm b in der Draufsicht und bezogen auf eine Ebene senkrecht zur optischen Achse des Scheinwerfers dargestellt. Das Vorfeld II soll bis etwa in eine Entfernung von ca. 30m vor dem Fahrzeug 1 reichen.
Die Wegschaltung bzw. Reduktion der in das Vorfeld II einfallenden Lichtmenge kann auf unterschiedliche Weise vorgenommen werden. In Fig. 2 ist eine Möglichkeit gezeigt, durch eine variable Blende 2 dieses Ziel zu erreichen. Der Scheinwerfer mit Reflektor 3, Lampe 4, Linse 5 und der üblichen Abblendlicht-Blende 6 besitzt zusätzlich die Blende 2, die senkrecht zu optischen Achse verfahrbar ist. Je weiter sie in den Scheinwerfer eingeführt ist, um so mehr wird das in das Vorfeld II gelangende Licht abgeblendet.
Ist es sinnvoll, das Vorfeld wieder auszuleuchten, beispielsweise weil nach zunächst nasser Fahrbahn die Fahrbahn nunmehr trocken ist, so wird die Blende 2 wieder aus dem Strahlengang entfernt. Der Scheinwerfer besitzt dann die übliche Lichtverteilung, bei der auch das Vorfeld ausgeleuchtet ist.
In Fig. 3 befinden sich innerhalb des Reflektors 3 verstellbare Reflektorelemente 7 und 8, bei denen es sich um rotierende oder klappbare Spiegelsegmente oder um mikromechanisch bewegte Spiegelelemente handeln kann. Diese werden je nach dem gewünschten Maß der Reduktion der Vorfeldbeleuchtungs-Intensität wirksam gemacht, indem sie umso stärker aus der Oberfläche des Reflektors 3 hervortreten.
In Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der ein Spiegelelement 9 vorgesehen ist, das um die Achse 10 des Scheinwerfers rotierbar ist. Das Spiegelelement befindet sich beispielsweise auf einer lichtdurchlässigen Scheibe 11 etwa an dem Ort, der in Fig. 3 durch einen senkrechten Strich 12 charakterisiert ist. Befindet sich das Spiegelelement auf dem Zenit, so entfaltet es seine maximale Wirkung. Es verhindert einen Lichtaustritt aus dem Scheinwerfer in Richtung des Vorfeldes. Wird das Spiegelelement abgesenkt, läßt es zunehmend Licht aus dem Scheinwerfer in das Vorfeld II eintreten. Auf diese Weise ist es möglich, die Ausleuchtung des Vorfeldes variabel zu gestalten.
Bei Fig. 5 ist die Lampe 4 innerhalb des Reflektors 3 beweglich. Sie kann beispielsweise nach oben geschwenkt oder aber in einer waagerechten Ebene verfahrbar sein. Dabei genügt eine Bewegung um wenige Millimeter, um die gewünschte Lichtverteilung bzw. Änderung der Lichtverteilung zu erzeugen.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 6 sind Prismen 13 vorgesehen, die in den Strahlengang gebracht und/oder darin rotiert oder verschoben werden. Auch damit läßt sich die gewünschte Lichtverteilungsänderung erzeugen.
Beim Ausführungsbeispiel von Fig. 7 dient ein separater Scheinwerfer 14 zur Vorfeldbeleuchtung. Dieser Scheinwerfer erzeugt im Idealfall allein das gesamte in das Vorfeld einfallende Licht und kann ggf. ausgeschaltet werden. Es ist dann nur noch ein separater Scheinwerfer 15 wirksam, der den Fernbereich I ausleuchtet.
Die Vorfeldausleuchtung kann im Fall der nassen Fahrbahn abgeschaltet werden, was ein Sicherheitsgewinn für den Gegenverkehr bedeutet. Weiterhin ist es möglich, den Vorfeldanteil beispielsweise in Abhängigkeit sensorgestützter Parameter kontinuierlich zu dimmen.

Claims (9)

  1. Scheinwerfer für Fahrzeuge, der innerhalb seines Ausleuchtbereichs ein Vorfeld beleuchtet, das bis in eine Entfernung von ca. 30 m vor dem Fahrzeug reicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausleuchtungs-Intensität des Vorfelds bei einer Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche, bei der die Gefahr einer Reflexion des Scheinwerferlichts zur Gegenfahrbahn hin besteht, gegenüber dem Betriebsfall einer weitgehend reflexionsfreien Fahrbahn deutlich verringert ist.
  2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung der Vorfeldbeleuchtungs-Intensität mittels einer Blende erzielbar ist, die in den Strahlengang einfahrbar ist.
  3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beleuchtung des Vorfelds ein zusätzliches optisches Element innerhalb des Scheinwerfers vorgesehen ist, das zur Verringerung der Vorfeldbeleuchtungs-Intensität in seiner Wirkung deaktivierbar ist.
  4. Scheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Element um ein Spiegelelement handelt.
  5. Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Spiegelelements rotatorisch bezüglich der Scheinwerferachse erfolgt.
  6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Lichtverteilung die Lampe innerhalb des Scheinwerfers verfahrbar ist.
  7. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorfeldbeleuchtung ein separater Scheinwerfer vorgesehen ist.
  8. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Information über den Fahrbahnzustand im Fahrzeug selbst gewonnen wird.
  9. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Information über den Fahrbahnzustand von außerhalb des Fahrzeugs kommt.
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